论文部分内容阅读
如果打针可以不痛的话，世界肯定会更美好一点。
爱尔兰医生Francis Rynd在170年前发明的中空针管曾是医疗界的革命，通过将药物迅速注射进人体拯救了无数人的生命。但恐怕从第一天起就没人喜欢打针这件事，对疼痛敏感的人甚至会由于抗拒打针而延误治疗。
此外针头导致的交叉感染依然存在。除去不规范的重复使用以外，针管误扎至今依然被世界卫生组织列为医疗人员感染艾滋病的风险来源之一。
一直有人想一劳永逸地解决打针的问题。比如3M公司近期公布的一种微结构透皮给药系统MTS（Microstructured Transdermal System）。
想象一下这样的画面：将一元硬币大小、类似于胶布一样的东西贴在皮肤上。过上10分钟，撕下胶布，注射便完成了—对于小孩子来说，简直是天赐福音。
这块“胶布”里有数百个细微的针头，它的表面涂有治疗需要的药物或者疫苗。这些针头极其细小，需要显微镜才能看清。由于针头长度只有1毫米左右，注射时不会伤及神经，被扎的人完全不会感觉到痛。
MTS的注射深度被称为皮内注射。3M医疗事业部负责人项自勇告诉《第一财经周刊》，这是最需要无痛的注射，因为“皮内注射的药物中最常见的是疫苗和胰岛素，前者的对象往往是儿童，后者的对象是日复一日需要注射的糖尿病人。”
除了无痛以外，MTS也便于保存：它的针头表面加有涂层，可以提升药液的稳定性；某些散放在外需要冷藏的药液，如果在微针头中，可以保存在室温环境下。
M T S借鉴了3 M的一项著名技术：微复制（Microreplication）。微复制能够在塑料表面制作出规则的形状，常被用于光学相关的应用。
3M中国光学事业部工程师徐富国向《第一财经周刊》介绍说，3M自1980年代开始将微复制技术用于高速公路上示意的施工或者道路问题的反光条，在汽车前灯照亮反光条时，层层排列的小金字塔会将灯光原路反射回去，帮助驾驶者看清标识。
随着微复制的精度越来越高，3M近年在显示器和手机显示屏的背光上也应用这种技术以提升光照效率。此外微复制技术还被用于飞机表面以降低摩擦。
MTS像一块膏药，撕开可用，凸起的针头的物理形状运用到了微复制和微成型技术，针头采用VI级医用高分子材料，强度足够穿刺角质层，但又具有一定的韧性可以防止断裂。
技术人员在猪、啮齿类动物和人身上做了穿刺实验后发现，这种材料仍可保持针头的完整性，它不同于玻璃或者金属，在强力条件下可能发生弯折，但不会破裂，以避免“体内断针”这样的医疗事故发生。
想象一下，这就像一个缩小版的毛刷，每根毛都带着药，然后严丝合缝地嵌入皮肤。
此外3M公司还开发了一种空心的MTS系统，名为HMTS。HMTS同样有数百个微小针头，区别在于针头内部中空，能够像普通针管一样注射大剂量药物。
HMTS的目的是为普通患者提供一种简单的自我管理手段。用户只需要打开无菌包装，从装置底部撕掉粘合剂衬垫，然后按在皮肤上，便可开始输注。
1毫升的输液通常需要5至40分钟，这取决于药物本身的特性。输液完成后，将HMTS取下来就可以了。
值得一提的是，HMTS走的是“可穿戴设备”的潮流路线，它可以被固定在宽松的衬衫或者裤子里，输液者可以四处走动。
无痛针头的研究领域一直以来都有新产品出现，美国塔夫斯大学研究人员发明了一种用蚕丝蛋白制成的微型针头，能确保精准给药量。微型针头长度不过1毫米，能穿透上层皮肤，又不会触及神经，正成为一种无痛给药的新途径。
这款微型针头可在常温常压下制造，在蚕丝蛋白材料中注入药物形成微型针头，并能确保药剂的活性。研究人员指出，通过调整丝蛋白的加工条件和干燥时间，能够精确地控制药物释放速率。
由美国布雷斯勒公司研发的无痛口腔注射器Dental Vibe是一种无线手持口腔注射器，通过震动降低患者的疼痛感。
“无痛”的产品很多，但是彻底摒弃传统针头的产品很少，美国PharmaJet公司研制的无痛注射器是其中之一。
PharmaJet公司的两位创始人凯西·钱德勒（Kathy Callender）和山姆·钱德勒（Sam Callender）是一对夫妇。1980年代，两人都在洪都拉斯从事人道主义救援工作。在高强度工作下，两人都曾被针头误扎过，因此萌生了彻底放弃针头设计的想法。
PharmaJet的注射器采用高速液体喷射技术。它的外形就像一支电动牙刷，可拆卸的“牙刷头”部分是一支空管，可以吸入药物。“牙刷柄”内有一根弹簧。
装上“牙刷头”后，将注射器紧贴在患者皮肤上按动按钮，弹簧释放出的动能便能在不到1/3秒的时间里使药物穿透皮肤，注入人体。由于时间极短，接受注射的痛感会远远小于普通金属针管。
无针头注射器的设计在2009年获得FDA批准后被推向市场。根据PharmaJet提供的数字，该产品至2013年已有8000万美元营收，现在该产品的销售渠道包括公共卫生部门、连锁药店和私人诊所。
PharmaJet 2014年的预计产量接近50万支，这将大大降低它的成本，它在经济欠发达地区的销售价格也更有竞争力。
无痛针头的前景看起来很好，但是我们也暂时没有看到它有大规模商用的迹象，除了不同药物需要不同的注射方式之外，成本是最大的阻碍，毕竟现在一支注射器的批发价才两毛钱。
换句话说，你愿意为了“不痛”这件事多付上几十倍的钱吗？
爱尔兰医生Francis Rynd在170年前发明的中空针管曾是医疗界的革命，通过将药物迅速注射进人体拯救了无数人的生命。但恐怕从第一天起就没人喜欢打针这件事，对疼痛敏感的人甚至会由于抗拒打针而延误治疗。
此外针头导致的交叉感染依然存在。除去不规范的重复使用以外，针管误扎至今依然被世界卫生组织列为医疗人员感染艾滋病的风险来源之一。
一直有人想一劳永逸地解决打针的问题。比如3M公司近期公布的一种微结构透皮给药系统MTS（Microstructured Transdermal System）。
想象一下这样的画面：将一元硬币大小、类似于胶布一样的东西贴在皮肤上。过上10分钟，撕下胶布，注射便完成了—对于小孩子来说，简直是天赐福音。
这块“胶布”里有数百个细微的针头，它的表面涂有治疗需要的药物或者疫苗。这些针头极其细小，需要显微镜才能看清。由于针头长度只有1毫米左右，注射时不会伤及神经，被扎的人完全不会感觉到痛。
MTS的注射深度被称为皮内注射。3M医疗事业部负责人项自勇告诉《第一财经周刊》，这是最需要无痛的注射，因为“皮内注射的药物中最常见的是疫苗和胰岛素，前者的对象往往是儿童，后者的对象是日复一日需要注射的糖尿病人。”
除了无痛以外，MTS也便于保存：它的针头表面加有涂层，可以提升药液的稳定性；某些散放在外需要冷藏的药液，如果在微针头中，可以保存在室温环境下。
M T S借鉴了3 M的一项著名技术：微复制（Microreplication）。微复制能够在塑料表面制作出规则的形状，常被用于光学相关的应用。
3M中国光学事业部工程师徐富国向《第一财经周刊》介绍说，3M自1980年代开始将微复制技术用于高速公路上示意的施工或者道路问题的反光条，在汽车前灯照亮反光条时，层层排列的小金字塔会将灯光原路反射回去，帮助驾驶者看清标识。
随着微复制的精度越来越高，3M近年在显示器和手机显示屏的背光上也应用这种技术以提升光照效率。此外微复制技术还被用于飞机表面以降低摩擦。
MTS像一块膏药，撕开可用，凸起的针头的物理形状运用到了微复制和微成型技术，针头采用VI级医用高分子材料，强度足够穿刺角质层，但又具有一定的韧性可以防止断裂。
技术人员在猪、啮齿类动物和人身上做了穿刺实验后发现，这种材料仍可保持针头的完整性，它不同于玻璃或者金属，在强力条件下可能发生弯折，但不会破裂，以避免“体内断针”这样的医疗事故发生。
想象一下，这就像一个缩小版的毛刷，每根毛都带着药，然后严丝合缝地嵌入皮肤。
此外3M公司还开发了一种空心的MTS系统，名为HMTS。HMTS同样有数百个微小针头，区别在于针头内部中空，能够像普通针管一样注射大剂量药物。
HMTS的目的是为普通患者提供一种简单的自我管理手段。用户只需要打开无菌包装，从装置底部撕掉粘合剂衬垫，然后按在皮肤上，便可开始输注。
1毫升的输液通常需要5至40分钟，这取决于药物本身的特性。输液完成后，将HMTS取下来就可以了。
值得一提的是，HMTS走的是“可穿戴设备”的潮流路线，它可以被固定在宽松的衬衫或者裤子里，输液者可以四处走动。
无痛针头的研究领域一直以来都有新产品出现，美国塔夫斯大学研究人员发明了一种用蚕丝蛋白制成的微型针头，能确保精准给药量。微型针头长度不过1毫米，能穿透上层皮肤，又不会触及神经，正成为一种无痛给药的新途径。
这款微型针头可在常温常压下制造，在蚕丝蛋白材料中注入药物形成微型针头，并能确保药剂的活性。研究人员指出，通过调整丝蛋白的加工条件和干燥时间，能够精确地控制药物释放速率。
由美国布雷斯勒公司研发的无痛口腔注射器Dental Vibe是一种无线手持口腔注射器，通过震动降低患者的疼痛感。
“无痛”的产品很多，但是彻底摒弃传统针头的产品很少，美国PharmaJet公司研制的无痛注射器是其中之一。
PharmaJet公司的两位创始人凯西·钱德勒（Kathy Callender）和山姆·钱德勒（Sam Callender）是一对夫妇。1980年代，两人都在洪都拉斯从事人道主义救援工作。在高强度工作下，两人都曾被针头误扎过，因此萌生了彻底放弃针头设计的想法。
PharmaJet的注射器采用高速液体喷射技术。它的外形就像一支电动牙刷，可拆卸的“牙刷头”部分是一支空管，可以吸入药物。“牙刷柄”内有一根弹簧。
装上“牙刷头”后，将注射器紧贴在患者皮肤上按动按钮，弹簧释放出的动能便能在不到1/3秒的时间里使药物穿透皮肤，注入人体。由于时间极短，接受注射的痛感会远远小于普通金属针管。
无针头注射器的设计在2009年获得FDA批准后被推向市场。根据PharmaJet提供的数字，该产品至2013年已有8000万美元营收，现在该产品的销售渠道包括公共卫生部门、连锁药店和私人诊所。
PharmaJet 2014年的预计产量接近50万支，这将大大降低它的成本，它在经济欠发达地区的销售价格也更有竞争力。
无痛针头的前景看起来很好，但是我们也暂时没有看到它有大规模商用的迹象，除了不同药物需要不同的注射方式之外，成本是最大的阻碍，毕竟现在一支注射器的批发价才两毛钱。
换句话说，你愿意为了“不痛”这件事多付上几十倍的钱吗？